Question

【题目】某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、小木块、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．
你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：①还需要补充的实验器材是 ．
②某同学的实验步骤如下：用天平称量滑块的质量M．往沙桶中装入适量的细沙，让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m．在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L，算出这两点的速度v1与v2 ． 他用沙和沙桶的总重力表示滑块受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在图示情况下还应该采取的一项操作是：； 应控制的实验条件是：；
③若挑选的一条点迹清晰的纸带如下，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E、F点的距离依次为S1、S2、S3、S4、S5（图中未标出S3、S4、S5），则由此可求得纸带上由B点到E点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=；
该滑块动能改变量的表达式为△EK= ． （结果用题中已知物理量的字母表示）

Answer 1

【答案】天平和刻度尺；平衡摩擦力；保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量；mg ；
【解析】解：①由于实验需要测量纸带的长度，所以需要刻度尺，根据动能定理表达式可知，需要用天平测量物体的质量，所以缺少的器材是天平和刻度尺．②受力分析可知，使滑块所受合外力等于绳子的拉力，应采取的措施是平衡摩擦力平衡摩擦力：先将小沙桶和滑块的连线断开，用垫块将长木板的左端稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止；

要使绳子拉力约等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是：实验中保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量

③由点B到D点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=mg ，

根据 = 可得，

= ，

= ，

所以 = ，

整理可得 =

所以答案是：①天平和刻度尺②平衡摩擦力；保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量 ③mg ，